Основы построения управляемых средств

1.

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ СРЕДСТВ
ТЕМА № 2.4. Особенности построения радиовысотомеров
Лекция 18 Структурная схема радиовысотомера
ПРВ-16БМ
Доцент кафедры тактики и вооружения РТВ
Юрас Сергей Арсеньевич

2.

Вопросы лекции
1. Состав и общая характеристика аппаратуры радиовысотомера.
2. Тракт формирования, канализации и излучения зондирующих сигналов.
3. Тракт приема, обработки и отображения отраженных эхо-сигналов.
4. Вспомогательные системы и тракты.
Учебные и воспитательные цели:
1. Изучить принципы построения радиолокационной системы РТВ.
2. Воспитывать уважение к изучаемой военной технике, ответственность за
принятие решений на ее боевое применение.
2

3.

Учебная литература:
• Павловский А.В. и др. Подвижный радиолокационный
высотомер ПРВ-16БМ. – Минск: ВА РБ, 2019.
• Березанский
Н.Н.,
Быков
Р.В.
и
др.
Подвижный
радиолокационный высотомер ПРВ-16. – Минск: ВА РБ, 2011
3

4. Первый учебный вопрос. Состав и общая характеристика аппаратуры радиовысотомера

В аппаратуре радиовысотомера можно выделить следующие основные
устройства и системы:
• передающее устройство с системой перестройки частоты;
• антенно-волноводные тракты с элементами коммутации сигналов;
• приемное устройство с системой автоматической подстройки
частоты и устройством пеленга постановщика активной помехи;
• рабочее место оператора;
• система азимутального привода и качания антенны;
• система управления и защиты;
• контрольная и контрольно-измерительная аппаратура;
• система электропитания;
• аппаратура телефонной и громкоговорящей связи;
• вспомогательные системы;
• устройство навигации;
• компас электронный;
• датчик угла наклона.

5.

Импульсы переключения
Шкаф приемной
аппаратуры
Н-204М
Вращающееся
сочленение
складывания
Н-204М
Азимутальное
вращающееся
сочленение
Н-214П
Дополнительное затухание
fс
fс
Управление электромагнитами
Н-207М
Антенный
переключатель
Сигнал с передатчика
Питание электромагнита
ферритов
Н-208М
Н-206К
Эквивалент
антенны
Н-211К
Измеритель
проходящей
мощности
Н-202MH
Облучатель
Сигналы
управления
Н-503
Датчик
азимута
Датчик
угла места
(СКВТ)
Н-505М
Токосъемник
Блок
коммутации
БК-01
CAN
Н-308МБ
Колонка
антенная
Модуль
синхронизации
Н-422
Блок
управления
Аналоговый видео-сигнал с ЦАП
Ввод азимута
Запуск вых.
ЦАП высоты
Модуль управл.
РАБОТА/ЭКВ. И
перестройкой
Шкаф Н-400М
Шумовой
генератор
Целеуказание по дальности
Напряжение угла места от СКВТ
Блок Н-401М
Б-501М
Привод качания
и складывания
Магнетронный
генератор
Н-420М
Каретка
Н-403
Импульсный
тр-р
Н-421
Механизм
перестройки
Н-405
Формирующая
линия
Н-417
Формирование
импульсов
запуска I
Магнитный
модулятор
Н-418
Формирование
импульсов
запуска II
Внешнее управление
азимутальным приводом
CAN
Блок
управления
приводом
вращения
Вентиляция
Н-804
Н-509
МАД
Питание каналов
Напряжение питания привода качания зеркала и складыв. колонки
Шкаф силовой коммутации
(ШСК-500)
Функциональн
ая клавиатура
Антенна устройства
навигации
Устройство
навигации
Комплект
модулей
коммутации
и ЦАП/АЦП
Датчик угла наклона
(ДУН)
Модуль
процессора
Компас электронный
(КЭ)
Пульт
управления БКУ
Преобразователь Ethernet
CAN/Ethernet
Ethernet к выносному
рабочему месту
Коммутатор
Ethernet
Рабочее место оператора
РМО
220 В 50/400 Гц
Монитор
Преобразователь
CAN/Ethernet
Напряжение угла места от СКВТ
Контроль отработки азимута и синхронная передача азимута
Управление азимутальным приводом и обратная связь по скорости
Напряжение от СКВТ
Вентиляция
Н-818
Модуль
коммутации
МК02
CAN
Запуск БЦОС
Переключатель
шумового
генератора
Б-201Н
Пораболический отражатель
Н-504
Привод
азимута
fс
К системе
Н-204М
Вращающееся
сочленение
угла места
МШУ
Блок Н-516МБ
Комплект модулей цифровой
обработки сигнала
КМЦОС
fпр2
Блок вычислителя
Функциональная
клавиатура
Напряжение от СКВТ
Сигналы коммутации и управления
Дистанционное управление ШПЧ
220 В 400 Гц
Сеть 220 В 400 Гц
CAN
Шкаф
преобразования
частоты (ШПЧ)
Сеть 220 В 400 Гц
Сеть 380 В 50 Гц
Структурная схема радиовысотомера ПРВ-16БМ
К системе
fс
fс
Блок преобразования
БПС-6
сигнала
(БПС)
Ethernet
Н-252
Быстродействующий
переключатель
CAN
Н-212
Вращающееся
сочленение тракта пеленга
CAN
Н-204М
Вращающееся
сочленение
складывания
Запуск БПС
Н-204М
Вращающееся
сочленение
угла места
Зап. I
Зап. II
Н-224
Антенна
подавления

6.

Передающее устройство собрано по однокаскадной схеме и
предназначено для генерирования мощных высокочастотных
зондирующих сигналов в сантиметровом диапазоне волн и
передачи их в антенно-волноводный тракт основной антенны. В его
состав входит импульсный модулятор и высокочастотный
генератор. Модулятор собран по схеме четырехзвенного
магнитного импульсного модулятора с формирующей линией. В
качестве генератора СВЧ используется перестраиваемый
импульсный магнетрон типа МИ-207А.
Для защиты радиовысотомера от активных шумовых и
импульсных помех предусмотрена ручная или автоматическая
скачкообразная перестройка частоты магнетрона с помощью
системы перестройки частоты.

7.

В высотомере ПРВ-16 имеются два антенно-волноводных тракта:
основной антенны и антенны подавления.
Антенно-волноводный тракт основной антенны – приемопередающий и предназначен:
для канализации и излучения СВЧ энергии передающего устройства в
виде узкого луча в пространство;
для приема СВЧ энергии и ее канализации на вход приемного
устройства основного канала;
для поглощения СВЧ энергии передающего устройства при работе на
эквивалент.
В антенно-волноводном тракте основной антенны для обеспечения
электрической прочности тракта создается избыточное давление 1,2…1,8
кгс/см2 с помощью блока дегидратора Н-509.
Антенно-волноводный тракт антенны подавления обеспечивает
формирование диаграммы направленности, огибающей угломестные и
азимутальные боковые лепестки основной антенны, что необходимо для
подавления импульсных помех, принятых боковыми лепестками основной
антенны, и устранения ложного пеленга по углу места на постановщик
активных помех.

8.

Приемное устройство построено по супергетеродинной схеме
с двойным преобразованием частоты. В его состав входят два
отдельных высокочастотных тракта: основной, связанный с основной
антенной и вспомогательный, связанный с антенной подавления.
Приемное устройство предназначено для усиления принятых эхосигналов по высокой частоте, преобразования их в сигналы
промежуточной частоты, детектирования и аналого-цифрового
преобразования. Кроме того, приемное устройство производит
обработку сигналов активной шумовой помехи и выдает на экран
панели воздушной обстановки видеомонитора высоты рабочего места
оператора отметку пеленга по углу места на постановщик активной
помехи. Для поддержания постоянства значения промежуточной
частоты с заданной точностью используется система АПЧ.
Необходимость применения системы АПЧ вызвана наличием
температурных уходов частоты магнетрона и неточностью
перестройки с одной рабочей частоты на другую элементов
приемного устройства. Блоки приемного устройства расположены в
шкафу ШПА-100.

9.

2.Тракт формирования, канализации и излучения зондирующих
сигналов
В состав тракта входит передающее устройство и антенно-волноводный
тракт основной антенны
ГШ
Н-208М
к быстрод. перекл.
Н-252
к АПЧ
Экв.
ант.
Н-206К
к измерителю частоты
3
Управление
электромагнитом
Тракт основной
антенны
Блок доп.
Вращ.
затухания
сочл.
Н-214М
Н-204М
Антенный
переключ.
Н-207М
2
1
Питание электромагнита
ИПМ
Н-211К
Блок управл.
током магнетр.
Н-422
Передающее
устройство
4
fм
Магнетр.
генератор
Форм.
линия и
имп. тр.
Механизм
перестр.
Сх. форм.
имп. Зап.II
Н-418
Модуль управл.
РАБ/ЭКВ
и перестройкой
Магнитн. мод.
IV III II
I
зв. зв. зв. зв.
Сх. форм.
имп. Зап.I
Н-417
Зап. на
БПС
Модуль
синхронизации Зап. на
БЦОС
220 В
400 Гц

10.

Передающее
устройство
предназначено
для
генерирования мощных высокочастотных импульсов в
сантиметровом диапазоне волн и может работать в
амплитудном (A) и когерентном (К) режимах. При этом
изменяются
частота
повторения
и
длительность
модулирующего импульса.
Электромагнитная энергия зондирующих импульсов с
выхода магнетронного генератора по волноводному тракту
поступает в плечо 1 ферритового антенного переключателя Н207М, выполняющего функции переключателей прием –
передача и антенна – эквивалент. В плече 1 имеются
направленные ответвители, с помощью которых часть энергии
зондирующих сигналов поступает на систему АПЧ и в цепь
измерения частоты блока преобразования сигнала БПС.

11.

При работе на излучение, со 2-го плеча антенного
переключателя электромагнитная энергия поступает на вход
блока Н-214П и без ослабления проходит на его выход. При
работе передатчика на эквивалент блок Н-214П обеспечивает
дополнительное затухание электромагнитной энергии, что
повышает скрытность работы станции.
С выхода блока Н-214П электромагнитная энергия через
три вращающихся сочленения (блоки Н-204М) и волноводный
тракт поступает к облучателю (блок Н-202МН) и с помощью
отражателя (блок Б-201Н) излучается в пространство.

12.

3.Тракт приема, обработки и отображения отраженных эхо-сигналов
Тракт приема и обработки сигнала предназначен для приема и
усиления сигналов, отраженных от целей. Блок-схема приемного тракта
приведена на рис. 2.7. Приемный тракт содержит два отдельных
высокочастотных тракта: основной, связанный с основной антенной, и
вспомогательный, связанный с антенной подавления.
Сигналы, принятые основной антенной, через высокочастотные
блоки Б-201Н, Н-202МН, Н-204М, Н-214П, Н-207М и одно плечо блока Н-252
поступают на вход малошумящего усилителя (МШУ). Высокочастотные
сигналы, принятые вспомогательной антенной, поступают непосредственно
на второй вход блока Н-252 и затем на тот же вход усилителя высокой
частоты.
Н-212
Н-204М
Н-204М
Н-224
Б-201Н
Облучатель
Н-202МН
к РМО
Н-204М
Н-204М
Комплект модулей
цифровой обработки
сигнала (КМЦОС)
Н-204М
Н-214П
Магнетронный
генератор
(Н-400М)
Н-207М
Вх.
АПЧ
БПС
Вх.
СВЧ
МШУ
Н-252
Сигналы
управления

13.

В режиме выключенного силового приема первый вход блока Н-252
отрезком волновода соединяется со входом МШУ непосредственно, и на
МШУ поступают только сигналы основной антенны. При включенном
режиме силового приема в оба плеча блокаН-252 включаются отрезки
волноводов с переключающими диодами и сигналы обеих антенн
поочередно поступают на вход МШУ. После усиления по мощности ВЧ
сигнал через волноводно-коаксиальный переход поступает на разъем
ВХОД
СВЧ
блока
преобразователя
сигнала
(БПС),
где
он
преобразовывается в сигнал второй промежуточной частоты Fпр2. Сигнал
передатчика, необходимый для работы системы АПЧ, с блока Н-207М по
коаксиальному кабелю подается на разъем ВХОД АПЧ блока БПС.
На частоте 60 МГц сигнал поступает в блок цифрового приемника
(КМЦОС), где происходит его усиление, детектирование и аналогоцифровое преобразование. После цифровой обработки сигналы по
локальной сети Ethernet поступают на рабочее место оператора.

14.

4. Вспомогательные системы и тракты
Рабочее место оператора (РМО) предназначено для
обработки сигналов, получающихся на выходе приемного
устройства и отображения их на экране видеомонитора.
РМО
обеспечивает
обработку
и
отображение
радиолокационной информации (РЛИ), управление режимами
работы устройств, документирование РЛИ, действий оператора
и параметров функционального контроля устройств, а также
имитацию воздушной обстановки в ходе тренировок
операторов.
Цифровые сигналы с приемного устройства по каналу
локальной сети Ethernet поступают на блок вычислителя БВ, с
помощью
которого
осуществляется
обмен
данными,
сопряжение с видеомонитором, сопряжение с клавиатурой, с
манипулятором графической информации (МГИ) по интерфейсу
PS/2 и функциональной клавиатурой (ФК) по интерфейсу RS232. ПО РМО управляет работой блока вычислителя.

15.

16.

Антенная
колонка
Редуктор
вращения
Н-504
Датчик β
Н-503
Блок управления
двигателем
вращения
Внешнее
управление
от системы
Система азимутального
привода предназначена для
вращения антенной колонки и
установки антенны на любой
заданный азимут.
Управление
CAN
Система азимутального привода состоит из блока управления
двигателем вращения, модуля ЦАП/АЦП (ГО/ТО), датчика азимута Н503 и редуктора азимутального привода Н-504. Управление вращением
осуществляется джойстиком функциональной клавиатуры или
непосредственным вводом с клавиатуры РМО.

17.

Система управления и защиты предназначена для
обеспечения правильной последовательности автоматического
включения и выключения аппаратуры высотомера, световой и
звуковой сигнализации при аварийных режимах работы. Она
позволяет осуществлять как дистанционное, так и местное
управление аппаратурой.
Передатчик управляется либо с функциональной клавиатуры
шкафа силовой коммутации ШСК-500 и панели управления шкафа
Н-400М (местное управление), либо с функциональной клавиатуры
РМО (дистанционное управление).
Органы управления подъемом и опусканием антенной колонки
размещены на панели Н-516МБ.
Гидравлическая система горизонтирования радиовысотомера
управляется с блока Б-518.

18.

Контрольная аппаратура
обеспечивает проверку работы
приемного тракта и передающего
устройства.
Устройство навигации
предназначено для приема и
усиления радионавигационных
сигналов со спутников
радионавигационных систем
ГЛОНАСС в диапазоне частот от
1575,5 до 1605,9 МГц и GPS –
1575,5 МГц, а также для
выделения из этих сигналов
навигационной информации.